Mein erstes Layout

[Jörg G. (milzbr)]

Hallo zusammen

Ich habe als Elektronik Dau meine ersten Schaltplan gebastelt.
Das ganze ist ein Arduino Shield basierend auf dem Adafruit motorshield.
Die einzelnen Teile der Schaltung hab ich auf einzelnen Platinen per 
Kabel
verbunden getestet. Funktionierte soweit ganz gut. Jetzt hab ich alles
auf eine Platine gebaut. Nachdem ich ein wenig gestöbert habe sind mir
jetzt aber doch Zweifel gekommen. Ich habe alle Teile der Schaltung
bei Google gestohlen und sogut wie keine elektronisches Basiswissen.
Kann ich die Ausgänge der Motoren so wie Schaltplan zu sehen um die
IC´s herumführen ? Ist die Platzierung der Bauteile für step down 
wandler
und die Relais Schaltung zwischen dem IO expander und den Arduino Pins 
ok ?
Hätte noch einige mehr Fragen aber vll. kann mir ja jemand ein Feedback 
geben. Ich hab in einigen anderen Threads gesehen das schlechte Layouts 
und deren Ersteller einiges einstecken müssen (grins).
Aber bitte net zu dolle -)

Noch zur Erklärung. Die Pins(JP2) A4 und A5 benutzt ich als I2C um den 
PCF8574 + 4x4 Keypad abzufragen. Die Pins A0-A4 sind 4bit für ein Dogm 
LCD Display.
Die Pinheader(JP1) über A0-A5 von oben nach unten
Reset,nix,5V (VCC),GND,GND,9V(V+)

vielen dank im vorraus

Edit: das ganze ist ein Controller zum Steuern eine 3D scanners.
1 Motor für Laser hoch / runter, 1x Motor Drehteller,
Relais + einstellbare 3-5V für Laser
Trigger für CCD Camera
Trigger Ausgang für externes 220V Relais (Kamera Licht)

mfg milz

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Jörg G. schrieb:
> Kann ich die Ausgänge der Motoren so wie Schaltplan zu sehen um die
> IC´s herumführen ?
Die Motoren haben keine Ausgänge...
Wie auch immer: du solltest die Leitungen möglichst kurz halten und 
nicht quer über und durch digitale Signalleitungen führen. Da sind 
Störungen vorprogrammiert...

Zeichne mal dein Motorströme vom + Anschluss der Versorgung bis zurück 
zum - Anschluss der Versorgung ein. Da wirst du einige Flaschenhälse 
finden...

Dein Massefläche sieht nur so flächig aus. In der Realität sind das 
viele kleine blaue Inselchen, die immer nur mit einer kleinen roten 
Brücke miteinander verbunden sind...

Und, uups, da ist sogar ein Schaltregler drauf. Der darf offenbar 
beliebig auf der Masse herumsauigeln, das macht dir nichts aus...
> Ist die Platzierung der Bauteile für step down wandler ... ok
Nein. Der Klassiker: 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

> und die Relais Schaltung ... ok ?
Wrum trennst du das Relais aufwendig mit einem OK, wenn es hinterher 
wieder das selbe Potential ansteuert?

[Michael S. (technicans)]

Lothar Miller schrieb:
>> und die Relais Schaltung ... ok ?
> Wrum trennst du das Relais aufwendig mit einem OK, wenn es hinterher
> wieder das selbe Potential ansteuert?

@Jörg G.
-Mal ganz abgesehen davon das man dafür selten die Kolletorschaltung
benutzt als eher die Emitterschaltung zur Relaisansteuerung.
Und 150 Ohm für den R7 sind doch wohl nicht dein Ernst?

-R1 hat keinen Wert.

-In dem Teil mit der 4x4 Touch Matrix fehlen Widerstandswerte
und ein paar Netzverbindungen vermisse ich da auch.

-Kann man M2 nicht so platzieren das man nicht so lange Leiterbahnen
benötigt?

[Jörg G. (milzbr)]

Hallo zusammen

Ich habe das Layout nach besten wissen und Gewissen umgebaut.
Hoffe ist nun besser geworden -)

> Lothar Miller schrieb:
> Die Motoren haben keine Ausgänge...

Stimmt -) die Ausgänge für die Motoren sollte es heissen..

> Wie auch immer: du solltest die Leitungen möglichst kurz halten und
> nicht quer über und durch digitale Signalleitungen führen. Da sind
> Störungen vorprogrammiert...

Ich habe probiert alles soweit umzubauen.

> Zeichne mal dein Motorströme vom + Anschluss der Versorgung bis zurück
> zum - Anschluss der Versorgung ein. Da wirst du einige Flaschenhälse
> finden...
>
> Dein Massefläche sieht nur so flächig aus. In der Realität sind das
> viele kleine blaue Inselchen, die immer nur mit einer kleinen roten
> Brücke miteinander verbunden sind...

Habe die Masseflächen entfernt und Leitungen gezogen. Ist das besser ?

> Und, uups, da ist sogar ein Schaltregler drauf. Der darf offenbar
> beliebig auf der Masse herumsauigeln, das macht dir nichts aus...

Nicht wirklich weil ich auf Grund fehlendes Wissen das Problem garnicht 
erkannt habe btw auch nach Google und Wiki noch nicht ganz klar bin was 
du meinst -)

> Nein. Der Klassiker:
> http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo...

Ich versteh das mit der Induktion, Magnetfelder etc.
Hab das versucht auf meinen Schaltplan nachzuvollziehen.
Für einen Laien garnet so einfach -)

> Wrum trennst du das Relais aufwendig mit einem OK, wenn es hinterher
> wieder das selbe Potential ansteuert?

Gleiche wie beim Schaltregler -)

> Michael S. schrieb:

> -Mal ganz abgesehen davon das man dafür selten die Kolletorschaltung

> benutzt als eher die Emitterschaltung zur Relaisansteuerung.
Hab den Schaltplan aus dem Web. Ich kann sowas nicht selbst
berechnen btw planen.

> Und 150 Ohm für den R7 sind doch wohl nicht dein Ernst?

Im Datenblatt sind einmal 75Ohm (without Saturation)
und 1k (with Saturation) angegeben. Keine Ahnung was das heisst -)
Den Wert für R7 hab ich aus einem Schaltplan von Pollin.

> -R1 hat keinen Wert.

verbessert

> -In dem Teil mit der 4x4 Touch Matrix fehlen Widerstandswerte
> und ein paar Netzverbindungen vermisse ich da auch.

mhh Eagle meckert keine fehlenden Verbindungen an.

> -Kann man M2 nicht so platzieren das man nicht so lange Leiterbahnen
> benötigt?

Ja klar. Wäre halt am Ende schicker gewesen wenn die Motoren an einer
Seite des Gehäuses angeschlossen wären.


Vielen Dank schonmal für euren Rat -)

Mfg milz

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Zum Schaltregler: Sieht doch schon mal einiges besser aus  ;-)
Noch eine rote Leiterbahn zwischen die - Anschlüsse der beiden Elkos C14 
und C9, dann muss der Strom keine solchen "massigen" Umwege fließen.
Der Feedback-Widerstand R5 wird nicht an die Spule, sondern an den 
Ausgangselko C14 angeschlossen.
Du kannst den Feedback-Pfad R5, R4 und R9 auf der rechten Seite des ICs 
hochziehen.

[Jörg G. (milzbr)]

Lothar Miller schrieb:
> Zum Schaltregler: Sieht doch schon mal einiges besser aus  ;-)
hossa -)

> Noch eine rote Leiterbahn zwischen die - Anschlüsse der beiden Elkos C14
> und C9, dann muss der Strom keine solchen "massigen" Umwege fließen.
hab ich eingezeichnet ist halt schwierig zu löten bei selbstgemachten 
Platinen.

> Du kannst den Feedback-Pfad R5, R4 und R9 auf der rechten Seite des ICs
> hochziehen.


Meinst du nur die Leitungen da hochlegen oder auch R4,R5 rechts vom IC 
anordnen ? Hab jetzt 30 min auf das Layout geschaut aber bin mir nicht 
ganz sicher was du damit meinst -)

mfg milz

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Jörg G. schrieb:
> auch R4,R5 rechts vom IC anordnen
Ja. So meinte ich das.

[Jörg G. (milzbr)]

hallo

ungefähr so ?
p.s falls mal kostenlosen 3D scan brauchst .... -)

mfg milz

[Thomas R. (Gast)]

Der Optokoppler ist überflüssig, wenn du Q1 in Emitterschaltung 
betreibst.

[Jörg G. (milzbr)]

Thomas R. schrieb:
> Der Optokoppler ist überflüssig, wenn du Q1 in Emitterschaltung
> betreibst.

mhhh -)
Also soweit ich die Schaltung verstanden habe ist der Transistor ein 
Schalter. Die Basis ist die Steuerung. Kollektor und Emitter der 
Schalter.
Der Optokoppler trennt die Basis vom Strom und gleichzeitig den Arduino 
Pin von den 9V (V+).
Schalt ich jetzt den Pin auf High fliesst Strom zur Basis und der 
Transistor schaltet den Strom zur Spule vom Relais ....
die freilaufdiode schütz den transistor beim abschalten der last.
Wie gesagt ich hab die Schaltung nicht selbst entworfen und jetzt an 2 
Nachmittagen versucht zu verstehen was ich da überhaupt mache nachdem 
mir klar wurde das ich Bauteile nicht wild auf der Platine verteilen 
darf sondern
auch hier Regeln beachten muss -).
Ich lass mich aber gerne eines besseren belehren.

mfg milz

[Thomas R. (Gast)]

So gehts einfacher:
  +9V o------------------------+
                               |
                              .-.
                             ( X ) X=Relaisspule + Diode
                              '-'
                               |
                    _      |/ T1,NPN
        uC PIN o---|___|-----| BC547
                   R2,4K7    |>
                               |
  GND o---------o--------------+

[... (Gast)]

Nimm die Schaltung dafür.

[Jörg G. (milzbr)]

Die 9V sind nicht zwingend.
Ich hab die da benutzt weil der Schaltplan so beschrieben war.
Kann ich auch die 5V vom uC benutzen und eine passende Relaisspule?
An dem Ausgang wird  ein 250 Eur Laser mit 350mA geschalten.
Möchte den ungern grillen nur weil ich ein paar Cent/Eur in
der Schaltung gespart habe -)

mfg milz

[MaWin (Gast)]

> Nimm die Schaltung dafür.

Mit einem PNP Darlington Masse abschalten ? Kaum.
1k2 bringt ca. 4mA Basisstrom, schaltet 40-80mA.
Falls das Relais mehr braucht, sollte man kleinere
Widerstandswerte nehmen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Jörg G. schrieb:
> hallo
> ungefähr so ?
Wird schon so langsam... ;-)
Jetzt noch den C9 und den C15 um 180 Grad drehen, dann kommt deren 
"Massepin" in die Nähe vom Massepin der C14 und C16. Und wenn du dann 
noch erkennst, dass die Leiterbahn, die da zwischen den Elkos durch zum 
R4 geht, AUCH auf Masse liegt, dann kannst du diese Massen der 
Kondensatoren und vom R4 einfach miteinander verbinden...

Als Abfalleffekt brauchst du mit der Masse nicht mehr auf der Oberseite 
zwischen den Elkos hin&her zu fahren...

Und dann darfst du ruhig die gnazen Bauteile noch wesentlich mehr 
zusammenschieben, da ist Platz zum Umfallen. Blende einfach mal den 
Bauteilnamen und -wert aus, dann siehst du die Luft zwischen den 
Bauteilen sofort...

[Michael S. (technicans)]

... schrieb:
> Nimm die Schaltung dafür.
So geht das nicht.
Komisches Transistorsymbol (nach Norm wird das ohne Kreis gezeichnet,
so ist das eine Unsitte von Elektor).
PIN 1 + 2 müssen v. Q1 getauscht werden damit das funktioniert, außerdem
wirkt die Schaltung invertierend. Für nicht invertierende Funktion
müsste man einen NPN-Transistor nehmen und den Emitter auf die Masse
schalten, Kollekter dann an das Relais/Kathode Freilaufdiode.

@Jörg G.
Willste deine Platine selbst ätzen oder in der Fabrik fertigen lassen?
Im ersten Fall wirste noch einige Vias setzen müssen weil man unterhalb
von Kunststoffkörpern von Bauteilen nicht löten kann. Bei Fabrikplatinen
wäre es egal und einige Vias könnten noch verschwinden.

In deinen letzten Leiterplattenentwurf haste eine Leitung in rot vom
OK1 über die halbe Leiterplatte verlegt, obwohl eine blaue Leitung
etwas oberhalb deines OK zum Relais verläuft. Ich würde mal darüber 
nachdenken ob es nicht Sinn macht hier zu verkürzen.

[Jörg G. (milzbr)]

> Lothar Miller schrieb:
> Und wenn du dann
> noch erkennst, dass die Leiterbahn, die da zwischen den Elkos durch zum
> R4 geht, AUCH auf Masse liegt, dann kannst du diese Massen der
> Kondensatoren und vom R4 einfach miteinander verbinden...
>
> Als Abfalleffekt brauchst du mit der Masse nicht mehr auf der Oberseite
> zwischen den Elkos hin&her zu fahren...

Jo hatte ich bewusst so gemacht weil ich mir nicht sicher war ob ich
alles direkt an GND anschliessen kann oder getrennte Leitungen benutzen 
soll.

> Und dann darfst du ruhig die gnazen Bauteile noch wesentlich mehr
> zusammenschieben, da ist Platz zum Umfallen. Blende einfach mal den
> Bauteilnamen und -wert aus, dann siehst du die Luft zwischen den
> Bauteilen sofort...
>

Mach ich am Schluss. Habe jetzt schon ein paar mal alles schön
aufgeräumt um dann doch alles wieder zu ändern. Jetzt warte ich
bis ich sicher bin das alles so bleibt -)

> Michael S. schrieb:
> @Jörg G.
> Willste deine Platine selbst ätzen oder in der Fabrik fertigen lassen?
> Im ersten Fall wirste noch einige Vias setzen müssen weil man unterhalb
> von Kunststoffkörpern von Bauteilen nicht löten kann. Bei Fabrikplatinen
> wäre es egal und einige Vias könnten noch verschwinden.

Sowohl als auch. Ich möchte das erst zuhause testen bevor ich Schrott
in der Fabrik produzieren lasse. Denk bei meinem Skill Level angebracht.
Wenn ich sicher bin das alles funktioniert und passt lösche ich alle
überflüssigen vias. Sobald der Schaltplan Ok ist muss ich nochmal
die Leitungen aufs Grid schieben und die Winkel prüfen. Dann schau ich
auch wo ich für die "Zuhause Version" noch Vias setzen muss.

> In deinen letzten Leiterplattenentwurf haste eine Leitung in rot vom
> OK1 über die halbe Leiterplatte verlegt, obwohl eine blaue Leitung
> etwas oberhalb deines OK zum Relais verläuft. Ich würde mal darüber
> nachdenken ob es nicht Sinn macht hier zu verkürzen.

Gleiche wie siehe oben mit der Masse. War nicht sicher ob ich das
über die gleiche Leitung zurück führen kann/soll/darf -).

[Jörg G. (milzbr)]

Michael S. schrieb:

> Im ersten Fall wirste noch einige Vias setzen müssen weil man unterhalb
> von Kunststoffkörpern von Bauteilen nicht löten kann. Bei Fabrikplatinen
> wäre es egal und einige Vias könnten noch verschwinden.

Ich hab die Leitungen an den Pinheadern extra im Top Layer da die von
unten eingesteckt werden. Ansonten brauch ich noch 1-2 Vias für die 
Zuhause
Version

mfg milz

[Jörg G. (milzbr)]

Aussehen soll das ganze dann ungefähr so -)
Habe mal wieder schneller gewerkelt als gedacht
und bevor ich hier mein Layout eingestellt habe
eine Platine geätzt.

[Jörg G. (milzbr)]

hab alles etwas kompakter gemacht und die Masse Leitungen angepasst.
mfg milz

[... (Gast)]

MaWin schrieb:
> Mit einem PNP Darlington Masse abschalten ? Kaum.

Da hast du recht.Sorry, das kommt davon wenn man auf die schnelle 
zwischendurch mal helfen will. Soll natürlich ein NPN-Darlington sein.

MaWin schrieb:
> 1k2 bringt ca. 4mA Basisstrom, schaltet 40-80mA.

Bei einem Darlington mit B>=1000?

Michael S. schrieb:
> (nach Norm wird das ohne Kreis gezeichnet,

Kannst du da belastbare Quellen für angeben?

Michael S. schrieb:
> PIN 1 + 2 müssen v. Q1 getauscht werden damit das funktioniert,

Nee, auch dann nicht.

[Michael S. (technicans)]

@ ...

... schrieb:
> Michael S. schrieb:
>> (nach Norm wird das ohne Kreis gezeichnet,
>
> Kannst du da belastbare Quellen für angeben?

DIN EN 60617-5
>Leider konnte ich hier nicht den Link einstellen weil die Forensoftware
>eine Zeichenfolge für Spam fand und das abschicken blockierte, dürfte
>aber über Google leicht zu finden sein. (http://gjbz.ugcn...)
Seite 18
Symbol 05-05-01 ist so wie angegeben auszuführen, außer...
...wenn eine Verbindung zum Gehäuse zur besseren Wärmeableitung
erforderlich (z.B. m. Kühlkörper) ist, wie z.B. bei BC107,
2N3055, TIP120 etc. möglich, kann auch das Symbol einen Kreis haben
wenn eine elektrische Verbindung zwischen Substrat und
Gehäuse besteht. Bei Kunststoffgehäuse soll das Symbol ohne
Kreis benutzt werden. Begründung steht allerdings nicht in der Norm,
meines Wissens. Ich hab die jetzt auch nicht von vorn bis hinten
durchgelesen.
Ansonsten ist der Kreis den Röhren (Symbol 05-07-01)vorbehalten.

Ich denke mal das das ausreichend belastbar ist.

>Michael S. schrieb:
> PIN 1 + 2 müssen v. Q1 getauscht werden damit das funktioniert,

>Nee, auch dann nicht.

Dein Transitorsymbol ist derart vermurkst das man nicht richtig
erkennen kann ob es sich um einen PNP- Darlingten oder was auch
immer handeln soll.
Grundsätzlich gilt, das der Pfeil immer in Stromrichtung zeigen soll.
Wenn ich das jetzt richtig sehe zeigt der Pfeil von der Masse weg
zur Basis und damit ist das falsch.
Mach es richtig, dann gibt auch keine Meinungsverschiedenheit.

[Jörg G. (milzbr)]

Hallo zusammen

Vielen Dank nochmals an alle die mir geholfen haben
Hier noch 2 Bilder vom fertigen Projekt.

mfg milz